JPH05302988A - Fuel cell type new energy generator - Google Patents

Fuel cell type new energy generator

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JPH05302988A
JPH05302988A JP3157198A JP15719891A JPH05302988A JP H05302988 A JPH05302988 A JP H05302988A JP 3157198 A JP3157198 A JP 3157198A JP 15719891 A JP15719891 A JP 15719891A JP H05302988 A JPH05302988 A JP H05302988A
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JP
Japan
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gas
deuterium
energy
anode
reaction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3157198A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kunimatsu
敬二 国松
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Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize an energy generator with good efficiency by supplying deuterium gas to a positive electrode and making a reaction expressed by a particular equation for changing the deuterium gas to deuterium ion. CONSTITUTION:In the case of using acid electrolyte 3 of D2SO4, deuterium gas D2 is introduced from outside through a valve 7 and the inner pressure of a sealed vessel 6 is set at a specified high pressure. Thus, solving velocity of gas D2 into the solution 3 is expedited and the soluble amount of balance of gas D2 in the solution 3 is increased. The gas D2 penetrates from the gas supply layer 15 in a gas diffusion electrode as a positive electrode 1, diffuses and reaches the boundary between the positive electrode 1 and the solution 3. At this boundary, a reaction occurs as follows. D2 2D<+>+2e<->. The produced ion D<+> reacts on the electron (e<->) supplied from an external power source 9 at a negative electrode 2 to be a deuterium atom D (a), which becomes gas D2 again and at the same time absorbed partly in the negative electrode 2. The electric potential impressed from outside to the positive electrode 1 is lower than 0.1V and the electric potential to cause reaction at the negative electrode 2 is about 0.3V and therefore, the input energy is low enough.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力エネルギーに対し
て高い出力エネルギーを得ることができるエネルギー発
生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy generator capable of obtaining high output energy with respect to input energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】エネルギー発生装置は、1989年3
月、ユタ大学で、ポンス教授とフライシュマン教授らに
より発表された。その装置は、重水酸化リチウムLiO
Dを含んだ重水D2 Oにパラジウム等の水素吸蔵性金属
材料を陰極とし、白金を陽極としたものに直流電流を供
給して電気分解を行なうものであり、電気分解によって
陰極で発生した重水素原子を陰極に吸蔵し続けることに
よって、その装置によれば、入力エネルギーに対して高
い出力エネルギーが得られた。
2. Description of the Related Art Energy generators were developed in March 1989.
Presented by Professor Ponce and Professor Fleischmann at the University of Utah in March. The equipment is lithium deuteride LiO.
Heavy water D 2 O containing D is used as a cathode of a hydrogen storage metal material such as palladium, and platinum is used as an anode to supply a direct current to perform electrolysis. By continuously storing hydrogen atoms in the cathode, the device provided high output energy with respect to input energy.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】アルカリ性電解質を用
いる従来のエネルギー発生装置では、陽極で式(1)に
示すような酸素O2 を発生する反応が起こっている。
In a conventional energy generator using an alkaline electrolyte, a reaction for generating oxygen O 2 as shown in formula (1) occurs at the anode.

【0004】[0004]

【化2】 [Chemical 2]

【0005】ここでOD- 及びe- は重水酸化物イオ
ン、及び電子を各々あらわす。この反応が起こるために
は、最低1.7V(RHE基準)程度の電位を必要と
し、このようにエネルギー発生装置に入力するエネルギ
ーが多大なため、その装置の出力/入力エネルギー比を
低下させる主要因となっていた。また、重水D2 O電解
液に含まれるLiOD等の電解質は低電気伝導性である
ため電気分解をおこなうと溶液の電気抵抗によるジュー
ル熱が発生し、溶液及び電解槽が加熱されることにな
る。このような発熱も入力エネルギーを余計な熱エネル
ギーにするだけで、この装置のエネルギー効率を低下さ
せる要因のひとつであった。
Here, OD - and e - represent heavy hydroxide ions and electrons, respectively. In order for this reaction to occur, a potential of at least 1.7 V (RHE standard) is required, and since a large amount of energy is input to the energy generating device in this manner, it is a major factor that lowers the output / input energy ratio of the device. It was a cause. Further, since the electrolyte such as LiOD contained in the heavy water D 2 O electrolytic solution has low electrical conductivity, Joule heat is generated due to the electrical resistance of the solution when electrolyzing, and the solution and the electrolytic cell are heated. .. Such heat generation is also one of the factors that lower the energy efficiency of this device by merely making the input energy extra heat energy.

【0006】次に、酸性電解質を用いたエネルギー発生
装置においては、従来、陽極では、重水分子D2 Oが次
式(7)で示されるように反応し酸素を発生していた。
Next, in an energy generator using an acidic electrolyte, conventionally, at the anode, heavy water molecules D 2 O react to generate oxygen as shown by the following formula (7).

【0007】[0007]

【化3】 [Chemical 3]

【0008】この酸性溶解液における酸素O2 発生反応
はアルカリ性電解液での同反応(式(1))を行なうた
めの電位、すなわち、最低1.7V(RHE基準)程度
の電位、よりも更に高電位を必要とすることが知られて
いる。したがって、アルカリ性電解液を用いたエネルギ
ー発生装置と同様に、その装置の出力/入力エネルギー
比を低下させる主要因となっていた。
The oxygen O 2 generation reaction in this acidic solution is more than the potential for carrying out the same reaction (Equation (1)) in the alkaline electrolyte, that is, the potential of at least about 1.7 V (RHE standard). It is known to require a high potential. Therefore, like the energy generating device using the alkaline electrolyte, it has been a main factor of reducing the output / input energy ratio of the device.

【0009】さらに、従来、電解液がアルカリ性、酸性
何れの場合でも、エネルギー発生装置が開放型である場
合、すなわち陰極で発生する重水素ガスD2 と陽極で発
生する酸素ガスO2 を装置外へ排出する装置において
は、重水D2 Oが消耗されるので装置内の液量の減少を
招き、一定時間毎に重水D2 Oの補充を必要としてい
た。
Further, conventionally, when the energy generating device is an open type, that is, when the electrolytic solution is alkaline or acidic, deuterium gas D 2 generated at the cathode and oxygen gas O 2 generated at the anode are out of the device. The heavy water D 2 O is exhausted in the device for discharging to the device, so that the amount of liquid in the device is reduced, and it is necessary to replenish the heavy water D 2 O at regular intervals.

【0010】またさらに、密閉型のエネルギー発生装
置、すなわち重水素ガスD2 と酸素ガスO2 を再び装置
内で重水D2 Oに変換する形の装置においては、白金や
パラジウム等の触媒を用いた変換装置、及びその温度を
200℃程度に保つ温度制御装置が必要である等の問題
点があった。そこで、本発明は、上記の問題点を解決し
た、すなわち、エネルギー効率が良く、重水D2 Oの消
耗が無く、重水素ガスD 2 と酸素ガスO2 を重水D2
へ変換する装置を必要としない、エネルギー発生装置を
提供することを目的とする。
Still further, a closed type energy generating device
Position, ie deuterium gas D2And oxygen gas O2The device again
Heavy water in2In a device that converts to O, platinum or
The conversion device using a catalyst such as palladium and its temperature
Problems such as the need for a temperature controller to keep the temperature around 200 ° C
There was a point. Therefore, the present invention solves the above problems.
That is, energy efficient and heavy water D2Elimination of O
Deuterium gas D with no wear 2And oxygen gas O2The heavy water D2O
Energy generator that does not require a device to convert
The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、電解質を含む重水中で、陽極と、水素
吸蔵型金属またはその合金から本質的になる陰極とに電
圧を印加してエネルギー発生反応を行なわせる形式のエ
ネルギー発生装置を用いてエネルギー発生反応を行なわ
せる方法において、陽極に重水素ガスを供給することに
よって、陽極で酸素を発生させる反応をおこなわせるこ
となく、次式
In order to solve the above problems, the present invention applies a voltage to an anode and a cathode consisting essentially of a hydrogen storage metal or its alloy in heavy water containing an electrolyte. In the method of performing the energy generation reaction by using the energy generation device of the type that performs the energy generation reaction by supplying the deuterium gas to the anode without causing the reaction of generating oxygen in the anode, formula

【0012】[0012]

【化4】 [Chemical 4]

【0013】で示す重水素ガスD2 を重水素イオンD+
とする反応を行なわせたものである。さらに、本発明
は、電解質を含む重水と接触する、水素吸蔵性金属また
はその合金から本質的になる陰極、および陽極に電圧が
印加される形式のエネルギー発生装置において、重水素
2 ガスを陽極へ導入するための手段を有することを特
徴とするエネルギー発生装置としたものである。
Deuterium gas D 2 shown in [0013] deuterium ions D +
And the reaction to be performed. Furthermore, the present invention is contacted with heavy water containing an electrolyte, a cathode consisting essentially of a hydrogen storage metal or an alloy thereof, and the energy generating device of the type to which a voltage is applied to the anode, deuterium D 2 gas anode The energy generating device is characterized by having a means for introducing it into the energy generating device.

【0014】またさらに、本発明は前記エネルギー発生
装置にエネルギー取出手段を付加したエネルギー取得装
置としたものである。前記課題を解決するための手段を
さらに詳細に説明すれば、本発明では、陽極に重水素ガ
スD2 を供給することによって、陽極で酸素O2 を発生
させる反応をおこなわせることなく、次式
Furthermore, the present invention is an energy acquisition device in which energy extraction means is added to the energy generation device. To explain the means for solving the above problem in more detail, in the present invention, by supplying deuterium gas D 2 to the anode, the following formula is obtained without causing a reaction to generate oxygen O 2 at the anode.

【0015】[0015]

【化5】 [Chemical 5]

【0016】で示す重水素ガスD2 を重水素イオンD+
とする反応を行なわせるためには、次の4つの手段のい
づれか1つ、またはそれらの組み合わせによって行なう
ものである。 (1)エネルギー発生装置を密閉型とし、この中に重水
素ガスD2 を高圧で充填することにより、電解液への重
水素ガスD2 の溶解量を高めると共に、気相の重水素ガ
スD2 から液相への重水素ガスD2 の溶解速度を速め
る。
Deuterium gas D 2 shown in [0016] deuterium ions D +
In order to carry out the reaction (1), any one of the following four means or a combination thereof is used. (1) The energy generator is of a sealed type, and the deuterium gas D 2 is filled therein at a high pressure to increase the amount of the deuterium gas D 2 dissolved in the electrolytic solution and to increase the gas phase deuterium gas D 2. 2 increase the dissolution rate of the deuterium gas D 2 into the liquid phase from.

【0017】(2)ガス供給層及び反応層からなる陽極
(ガス拡散電極)のガス供給層を通じて重水素ガスD2
を電解液と接している反応層へ供給する。 (3)陽極をパラジウムあるいはパラジュウム−銀合金
製のガス透過性電極とし、電解液と接していない該陽極
面を通じて、電解液と接している陽極の内部へ重水素ガ
スD2 を供給する。
(2) Deuterium gas D 2 through the gas supply layer of the anode (gas diffusion electrode) consisting of the gas supply layer and the reaction layer
Is supplied to the reaction layer in contact with the electrolytic solution. (3) The anode is a gas permeable electrode made of palladium or palladium-silver alloy, and deuterium gas D 2 is supplied into the anode in contact with the electrolytic solution through the anode surface not in contact with the electrolytic solution.

【0018】(4)電解液中に重水素ガスD2 を直接バ
ブリングして供給する。また、本発明のエネルギー取出
手段は、陰極から導かれた熱導・電導部材に熱電変換素
子を熱的に結合することによって構成されている。な
お、本明細書においては、本発明の説明に「電解」およ
び「電解する」という用語を用いているが、これらの用
語は、重水の電気分解を行うという意味に使用しておら
ず、重水の電気分解が起こらない範囲の電圧を電極に印
加することを意味する。
(4) Deuterium gas D 2 is directly bubbled into the electrolytic solution and supplied. Further, the energy extraction means of the present invention is configured by thermally coupling the thermoelectric conversion element to the heat conducting / conducting member led from the cathode. In this specification, the terms “electrolysis” and “electrolyze” are used in the description of the present invention, but these terms are not used to mean that electrolysis of heavy water is performed. It means that a voltage in the range in which electrolysis of does not occur is applied to the electrodes.

【0019】[0019]

【作用】以上のように電解法によるエネルギー発生装置
ではパラジウム等の水素吸蔵性金属、またはその合金を
陰極とし、その陰極中に重水素原子D(a)を高密度に
充填しなければならない。 (1)本発明での電解液として重水酸化リチウムLiO
D等のアルカリ性重水溶液を用いるエネルギー発生装置
の陰極での反応機構は、次の式のようになる。
As described above, in the energy generator by the electrolysis method, the hydrogen storage metal such as palladium or its alloy must be used as the cathode, and the cathode must be filled with deuterium atoms D (a) at a high density. (1) LiO 2 LiO 3 as the electrolyte in the present invention
The reaction mechanism at the cathode of the energy generator using an alkaline heavy aqueous solution such as D is as follows.

【0020】[0020]

【化6】 [Chemical 6]

【0021】該式(3)により陰極表面に生じた吸着重
水素原子D(a)は、該式(5)で示されるように陰極
であるパラジウム内部へ吸収されるか(この状態をD
(Pd)とあらわす)、さらにまたは該式(4)で示さ
れるように、重水素ガスD2 となってパラジウム表面よ
り遊離する。式(2)の反応をおこなわせるためには、
陽極に十分な量の重水素ガスD2 を供給し、印加する電
圧を従来必要とされていた1.7V(RHE基準)より
はるかに少ない電圧を印加して行なう。式(2)の反応
は、電気分解型の反応ではなく燃料電池型の反応である
ため、通常、式(2)の反応を行なわせてエネルギー発
生を行なわせるために装置に印加する電圧は約0.3V
程度である。
The adsorbed deuterium atom D (a) generated on the cathode surface according to the formula (3) is absorbed into the cathode palladium as shown by the formula (5).
(Represented by (Pd)), or as shown by the formula (4), it becomes deuterium gas D 2 and is released from the palladium surface. In order to carry out the reaction of formula (2),
A sufficient amount of deuterium gas D 2 is supplied to the anode, and a voltage to be applied is much smaller than 1.7 V (RHE standard) which has been conventionally required. Since the reaction of the formula (2) is a fuel cell type reaction rather than an electrolysis type reaction, the voltage applied to the device for causing the reaction of the formula (2) to generate energy is usually about 0.3V
It is a degree.

【0022】さらに詳細に説明すれば、陽極で起こる反
応、すなわち、式(2)に示される反応に必要な印加電
圧は約0.1V程度以下であり、また、陰極で起こる反
応、すなわち、式(3)、(4)に示される反応に必要
な印加電圧は約0.3V程度であるので、エネルギー発
生装置全体に印加される電圧は、その和として通常約
0.4V程度印加される。ただし、その際考慮されるべ
きことは、電解液の種類によって異なるが、電解液には
電気抵抗Rを有するので、電解電流iと電気抵抗Rとの
積iR分だけの電圧を増加させて印加する必要がある。
More specifically, the applied voltage required for the reaction occurring at the anode, that is, the reaction represented by the formula (2) is about 0.1 V or less, and the reaction occurring at the cathode, that is, the formula Since the applied voltage required for the reactions shown in (3) and (4) is about 0.3V, the voltage applied to the entire energy generating device is normally about 0.4V as the sum. However, what should be taken into consideration at that time depends on the type of the electrolytic solution, but since the electrolytic solution has an electric resistance R, a voltage corresponding to the product iR of the electrolysis current i and the electric resistance R is increased and applied. There is a need to.

【0023】(2)本発明においてD2 SO4 、DCl
等の酸性電解液を用いた場合には陰極では重水分子が式
(3)のように放電する代わりに重水素イオンD+ が次
式(6)のように放電する。
(2) In the present invention, D 2 SO 4 and DCl
When an acidic electrolytic solution such as the above is used, deuterium ions D + are discharged as in the following formula (6) instead of discharging heavy water molecules as in the formula (3) at the cathode.

【0024】[0024]

【化7】 [Chemical 7]

【0025】ここで陰極表面に生じた吸着重水素原子D
(a)はアルカリ性電解液中と同様に式(4)に示され
るように重水素D2 ガスとなって遊離するか、あるいは
式(5)で示されるように陰極内部へ拡散し、溶解す
る。本発明のように式(2)で示される陽極として重水
素D2 ガスのイオン化反応に対して高活性を有するガス
拡散電極等を配置し、該極への重水素ガスD2 の供給を
充分に保障することにより電解液がアルカリ性でも酸性
でも陽極での反応を式(2)に示される反応とすること
ができ、陰極への重水素原子D(a)の充填に要する過
電圧を大幅に減少させ、エネルギー発生装置への必要な
入力エネルギーを低くすることができる。
Here, the adsorbed deuterium atom D generated on the cathode surface
As in the alkaline electrolyte, (a) is released as deuterium D 2 gas as shown in formula (4), or diffuses and dissolves inside the cathode as shown in formula (5). .. As in the present invention, a gas diffusion electrode having a high activity for the ionization reaction of deuterium D 2 gas is arranged as the anode represented by the formula (2), and the deuterium gas D 2 is sufficiently supplied to the electrode. By ensuring that the electrolyte solution is alkaline or acidic, the reaction at the anode can be the reaction shown in formula (2), and the overvoltage required for charging the deuterium atom D (a) to the cathode can be significantly reduced. Therefore, the required input energy to the energy generator can be reduced.

【0026】ここで、陽極及び陰極に於ける個別の反応
をまとめて装置全体としての反応という面からみると従
来型のエネルギー発生装置では電解液がアルカリ性では
式(3)、式(4)、式(5)、式(1)の総和とし
て、酸性では式(6)と式(7)の総和として、いずれ
の液性でも
Here, from the viewpoint of the reaction of the entire device by summing up the individual reactions at the anode and the cathode, in the conventional energy generator, if the electrolyte is alkaline, the formulas (3), (4), As the sum of the formulas (5) and (1), the sum of the formulas (6) and (7) in the case of acid is

【0027】[0027]

【化8】 [Chemical 8]

【0028】で示されるように重水D2 Oが電気分解さ
れて重水素ガスD2 と酸素ガスO2 が発生し、重水素D
の一部はパラジウム内部へ溶解吸収される。このとき陰
極へ充填される重水素原子D(a)は重水分子D2 Oか
ら供給されるので従来型のエネルギー発生装置では重水
2 Oの消耗が起きる。しかしながら、本発明のエネル
ギー発生装置では、アルカリ性電解液では陰極反応は従
来型のものと同様に式(3)、(4)、(5)で与えら
れるが陽極反応は式(2)で与えられるため、陽極で生
じた重水素イオンD+ と陰極で生成した重水酸化物イオ
ンOD- とが反応して重水D2 Oに戻るため全体として
起きるのは重水D2 Oの電気分解による消耗ではなく重
水素ガスD2 の陰極中への溶解、吸収による重水素ガス
2 の消耗のみである。一方、酸性電解液でも同様に式
(2)で示される重水素ガスD2 の陽極反応により生成
した重水素イオンD+ が式(6)に示されるように陰極
で放電して再び重水素原子D(a)に戻るので全体とし
ては重水D2 O、あるいは電解質の消耗は起きず、陰極
中への重水素Dの溶解、吸収による重水素ガスD2 の消
耗による同ガスの圧低下のみが起こる。
As shown by, heavy water D 2 O is electrolyzed to generate deuterium gas D 2 and oxygen gas O 2 , and deuterium D 2
Part of is dissolved and absorbed inside the palladium. At this time, since the deuterium atoms D (a) filled in the cathode are supplied from the heavy water molecule D 2 O, the heavy water D 2 O is consumed in the conventional energy generator. However, in the energy generator of the present invention, in the alkaline electrolyte, the cathodic reaction is given by the equations (3), (4) and (5) as in the conventional type, but the anodic reaction is given by the equation (2). Therefore, deuterium ions D + generated at the anode and heavy hydroxide ions OD generated at the cathode react with each other to return to heavy water D 2 O, so that it is not exhaustion due to electrolysis of heavy water D 2 O that occurs as a whole. Only the deuterium gas D 2 is consumed by the dissolution and absorption of the deuterium gas D 2 in the cathode. On the other hand, also in the acidic electrolyte, the deuterium ion D + generated by the anodic reaction of the deuterium gas D 2 represented by the formula (2) is discharged at the cathode as shown in the formula (6) and the deuterium atom is again generated. Since it returns to D (a), the consumption of heavy water D 2 O or the electrolyte does not occur as a whole, and only the pressure drop of the heavy water D 2 O due to the dissolution and absorption of the heavy hydrogen gas D 2 in the cathode occurs. Occur.

【0029】パラジウム等の水素吸蔵型金属及び合金
は、一般にその体積の900〜1000倍程度の容積の
重水素ガスD2 をその内部に吸収できることが知られて
おり、この点を考慮して予め本発明のエネルギー発生装
置の初期重水素圧を設定し、陰極への重水素D充填後の
最終重水素ガスD2 のガス圧が電解液の温度上昇による
沸騰を防止するに充分な圧力以下にならないようにして
おけば装置の運転中はこの初期圧が減少するだけで重水
素ガスD2 の補充の必要はない。
It is known that hydrogen-storing metals and alloys such as palladium can absorb deuterium gas D 2 having a volume of 900 to 1000 times the volume in general, and in consideration of this point, in advance. The initial deuterium pressure of the energy generator of the present invention is set so that the gas pressure of the final deuterium gas D 2 after filling the cathode with deuterium D is not more than a pressure sufficient to prevent boiling due to the temperature rise of the electrolyte. If this is not done, this initial pressure will only decrease during the operation of the device, and there is no need to supplement the deuterium gas D 2 .

【0030】一方、陽極での反応を酸素ガスO2 の発生
ではなく重水素ガスD2 のイオン化反応とする本発明の
エネルギー発生装置は、陰極中への重水素D2 の充填を
効果的に達成する上で、更に次のような利点を有してい
る。陰極上で生成し、吸着された重水素原子D(a)が
式(4)で示されるように、重水素ガスD2 として遊離
してゆくか、あるいは式(5)のように重水素原子D
(a)として陰極内部へ拡散溶解してゆくかは式(4)
の反応の速度と式(5)の重水素Dの陰極内部への拡散
溶解過程の速度との相対的な関係によって決まる。陰極
中へ重水素Dを効果的に充填するためには式(4)の反
応が遅いことが望ましい。式(4)の反応を遅くするに
はチオ尿素等の界面活性物質を電解液中に加えれば良い
ことが知られているが、従来型のエネルギー発生装置で
は陽極の電位が酸素ガスO2 の発生電位(RHE基準で
1.7V以上)にあるため、これらの界面活性物質を加
えても陽極で酸化され分解する。
On the other hand, in the energy generator of the present invention in which the reaction at the anode is not the generation of oxygen gas O 2 but the ionization reaction of deuterium gas D 2 , the filling of deuterium D 2 into the cathode is effective. In achieving this, it has the following advantages. The deuterium atoms D (a) generated and adsorbed on the cathode are liberated as deuterium gas D 2 as shown in formula (4), or deuterium atoms as shown in formula (5). D
As in (a), the formula (4) is used to determine whether diffusion and dissolution will occur inside the cathode.
It is determined by the relative relationship between the reaction rate of Eq. (5) and the rate of the diffusion and dissolution process of deuterium D inside the cathode of the formula (5). In order to effectively fill the cathode with deuterium D, it is desirable that the reaction of formula (4) is slow. It is known that a surface-active substance such as thiourea may be added to the electrolytic solution in order to delay the reaction of the formula (4). However, in the conventional energy generator, the potential of the anode is oxygen gas O 2 Since it is at the generated potential (1.7 V or more based on RHE), it is oxidized and decomposed at the anode even if these surface-active substances are added.

【0031】しかしながら、本発明のエネルギー発生装
置では陽極の電位はD2 ガスのイオン化電位(RHE基
準で0.1V以下)にあるため上記界面活性物質の陽極
での酸化・分解は起こらない。そのため、本発明のエネ
ルギー発生装置の運転を該界面活性物質の共存下で行う
と一定の投入電力に対して陰極への重水素Dの充填をよ
り効果的に行うことができ、装置のより一層の効率化を
実現することができる。
However, in the energy generator of the present invention, since the potential of the anode is at the ionization potential of D 2 gas (0.1 V or less based on RHE), the above-mentioned surface-active substances are not oxidized or decomposed at the anode. Therefore, when the operation of the energy generation device of the present invention is performed in the coexistence of the surface-active substance, deuterium D can be more effectively charged into the cathode with respect to a constant input power, and the device can be further improved. The efficiency of can be realized.

【0032】[0032]

【実施例1】図1は本発明の密閉型のエネルギー発生装
置の実施例を示す。陽極1は筒状となっており、陽極1
の低部には底14が接着されて全体として容器状となっ
ている。この容器状となった陽極全体は密閉容器6中に
空間を隔てるように固定されて設置されている。この筒
状の陽極1の少なくとも筒状側壁の一部ないし全部は白
金またはパラジウム等の重水素ガスのイオン化に高活性
を有する触媒金属が担持された反応層5及びそれに接合
された撥水性のガス供給層15とから成るガス拡散電極
となっている。その側壁の一部がガス拡散電極である場
合には、反応層5は0.1〜0.2mmとなっており、
その反応層5の片面に多孔性・撥水性の0.5〜0.8
mmのガス拡散性のガス供給層15が側壁の外面になる
ように接合されて取り付けられている。ガス供給層15
の内部には集電するための導電性材料である集電網11
が埋め込まれており、その集電網11はエネルギー発生
装置内に外部電圧を入力するための端子10に接続され
ている。前記反応層5は白金粉末またはパラジウム粉
末、親水性のカーボン粉末、10重量%程度のポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)からなり、白金または
パラジウム粉末が均一に反応層に担持されており、反応
層全体として親水性であり電解液と反応を行ないやすく
なっている。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows an embodiment of a closed type energy generating apparatus of the present invention. The anode 1 has a tubular shape, and the anode 1
The bottom 14 is adhered to the lower part of the container to form a container as a whole. The entire container-shaped anode is fixedly installed in the closed container 6 so as to separate a space. At least a part or all of the tubular side wall of the tubular anode 1 carries a reaction layer 5 carrying a catalytic metal having a high activity for ionizing deuterium gas such as platinum or palladium, and a water-repellent gas bonded thereto. The gas diffusion electrode is composed of the supply layer 15. When a part of the side wall is a gas diffusion electrode, the reaction layer 5 has a thickness of 0.1 to 0.2 mm,
One side of the reaction layer 5 has a porosity and water repellency of 0.5 to 0.8.
A mm gas diffusive gas supply layer 15 is bonded and attached so as to be the outer surface of the side wall. Gas supply layer 15
A current collecting net 11 made of a conductive material for collecting current
Is embedded, and the current collecting network 11 is connected to the terminal 10 for inputting an external voltage into the energy generating device. The reaction layer 5 is composed of platinum powder or palladium powder, hydrophilic carbon powder, 10 wt% of polytetrafluoroethylene (PTFE), and platinum or palladium powder is uniformly supported on the reaction layer. As a result, it is hydrophilic and easily reacts with the electrolytic solution.

【0033】反応層5への白金担持方法には、塗布法と
コロイド法によって行なうことができる。 (イ)塗布法は、白金を未だ担持していない反応層5と
ガス供給層15とをプレス成形した後、成形物の反応層
5に白金溶液、即ち、通常、塩化白金酸H2 PtCl6
溶液を塗布含浸し、その後電気炉中で水素ガスにより還
元して作成される。
As a method for supporting platinum on the reaction layer 5, a coating method and a colloid method can be used. (A) In the coating method, after the reaction layer 5 not yet supporting platinum and the gas supply layer 15 are press-molded, a platinum solution, that is, usually chloroplatinic acid H 2 PtCl 6 is applied to the reaction layer 5 of the molded product.
It is prepared by coating and impregnating a solution and then reducing it with hydrogen gas in an electric furnace.

【0034】(ロ)コロイド法は、塩化白金酸H2 Pt
Cl6 溶液を還元剤で還元して得られる白金コロイド溶
液に反応層原料である親水性カーボン粉末を直接加え、
同粉末に白金コロイドを担持させ、ろ過した後、電気炉
中で水素ガスにより還元して白金担持カーボン粉末を得
て、この粉末をプレス成形したものである。前記塗布法
及びコロイド法によって得られた反応層5は、いずれ
も、白金担持量は通常0.5〜1.0mg/cm2 程度
である。
(B) The colloid method is chloroplatinic acid H 2 Pt.
Hydrophilic carbon powder, which is a raw material for the reaction layer, is directly added to a platinum colloidal solution obtained by reducing the Cl 6 solution with a reducing agent,
A platinum colloid is supported on the powder, filtered, reduced with hydrogen gas in an electric furnace to obtain platinum-supporting carbon powder, and this powder is press-molded. In each of the reaction layers 5 obtained by the coating method and the colloid method, the amount of platinum supported is usually about 0.5 to 1.0 mg / cm 2 .

【0035】前記陽極1の低部で接着されて底14とな
る材料には耐水素・耐蝕性の材料が用いられ、好ましく
は、ステンレス、ハステロイ(商品名)、インコネル
(商品名)が用いられる。陽極1を含む有底筒状部内は
電解液3が保持できる構造になっている。前記有底筒状
部の内部空間の中心線位置に、銀Ag、銅Cu等からな
る熱導・導電部材4を芯とした棒状パラジウム等の水素
吸蔵型金属またはその合金の陰極2が、挿入され、耐熱
性、耐水素性、耐蝕性の絶縁性シール部材13(シーリ
ンググラント, 商品名)によって密封状態を保つように
密閉容器6に固定されており、陰極の一部である前記熱
導・導電部材4は外部電源9に接続されている。前記熱
導・導電部材4は密閉容器6の外へ延長されており、陰
極2のパラジウム部材2で発生した熱エネルギーを密閉
容器6の外へ取出す作用をする。
A material having a hydrogen / corrosion resistance is used as a material that is bonded to the bottom of the anode 1 to form the bottom 14, and preferably stainless steel, Hastelloy (trade name), and Inconel (trade name) are used. .. The inside of the bottomed cylindrical portion including the anode 1 has a structure capable of holding the electrolytic solution 3. At the center line position of the inner space of the bottomed cylindrical portion, a cathode 2 of a hydrogen storage metal such as rod-shaped palladium or an alloy thereof having a heat conducting / conductive member 4 made of silver Ag, copper Cu or the like as a core is inserted. It is fixed to the hermetically sealed container 6 by a heat-resistant, hydrogen-resistant, and corrosion-resistant insulating seal member 13 (sealing grant, product name) so as to maintain a hermetically sealed state. The member 4 is connected to the external power supply 9. The heat conducting / conducting member 4 is extended to the outside of the closed container 6 and has a function of taking out the thermal energy generated in the palladium member 2 of the cathode 2 to the outside of the closed container 6.

【0036】密閉容器6はバルブ7を通じて重水素ガス
2 が導入されるようになっており、密閉容器6内は重
水素ガスD2 が充満される構造になっている。該密閉容
器6の材質は耐水素性、耐蝕性の材料で作成されてお
り、具体的にはステンレス、ハステロイ(商品名)、イ
ンコネル(商品名)、SUS316(商品名)、フッ素
樹脂等のプラスチック、ガラスを用いることができる。
Deuterium gas D 2 is introduced into the closed container 6 through the valve 7, and the closed container 6 is filled with the deuterium gas D 2 . The material of the closed container 6 is made of a material having hydrogen resistance and corrosion resistance, and specifically, stainless steel, Hastelloy (trade name), Inconel (trade name), SUS316 (trade name), plastic such as fluororesin, Glass can be used.

【0037】前記端子10は耐水素性、耐食性の絶縁性
シール部材12、例えばシーリンググラント(商品名)
によって密封状態を保つように前記密閉容器6に固定さ
れていおり、さらに該端子10は外部電源9に接続され
ている。該外部電源9は前記陽極1と前記陰極2との間
に電圧を印加するようになっている。陽極1及び底14
から形成さる容器状物は密閉容器6の底に設置された絶
縁性の架台16上に固定されている。また、筒状陽極1
の強度を補強するために外側から、重水素ガスD2 の陽
極1への供給を妨げない、例えば枠状の、絶縁性の支持
部材を取り付けても良い。
The terminal 10 is an insulating seal member 12 having hydrogen resistance and corrosion resistance, such as a sealing grant (trade name).
Is fixed to the hermetically sealed container 6 so as to maintain a hermetically sealed state, and the terminal 10 is connected to an external power source 9. The external power source 9 is adapted to apply a voltage between the anode 1 and the cathode 2. Anode 1 and bottom 14
The container-like object formed from is fixed on an insulating pedestal 16 installed at the bottom of the closed container 6. Also, the cylindrical anode 1
In order to reinforce the strength of (1), a frame-shaped, insulative support member that does not prevent the supply of deuterium gas D 2 to the anode 1 from the outside may be attached.

【0038】このようなエネルギー発生装置内の前記有
底筒状部内には電解液3が満たされており、その電解液
3には、重水D2 O中にアルカリ性電解質として重水素
化水酸化リチウムLiOD、重硫酸D2 SO4 または重
塩酸DClの溶解されたものが用いられる。さらに、電
解液3には前記式(4)で示される反応を抑制するため
にチオ尿素等の界面活性物質を添加してもよい。
An electrolytic solution 3 is filled in the bottomed cylindrical portion in such an energy generator, and the electrolytic solution 3 contains deuterated lithium hydroxide as an alkaline electrolyte in heavy water D 2 O. A solution of LiOD, bisulfate D 2 SO 4 or deuterium chloride DCl is used. Further, a surface-active substance such as thiourea may be added to the electrolytic solution 3 in order to suppress the reaction represented by the formula (4).

【0039】次に、このエネルギー発生装置の作動を図
2の概念図に基づいて説明する。この図2は電解質とし
てD2 SO4 、 DCl等を用いた酸性電解液の場合のエ
ネルギー発生装置を示している。装置自体は図1と同一
のものである。外部からバルブ7を通して重水素ガスD
2 を導入して密閉容器6の内部圧力を10kg/cm2
前後までの高圧とする。このような圧力の下では気相の
重水素ガスD2 から液相の電解液3への溶解速度が速ま
ると共に、電解液3中の重水素ガスD2 の平衡溶解量が
増大する。重水素ガスD2 が陽極1へ到達する経路は、
電解液3からよりは、むしろ主に重水素ガスD2 に包囲
されている陽極1であるガス拡散電極のガス供給層15
から透過拡散して、重水素ガスD2 は陽極1と電解液3
の界面に到達する。
Next, the operation of this energy generator will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. This FIG. 2 shows an energy generator in the case of an acidic electrolyte using D 2 SO 4 , DCl, etc. as the electrolyte. The device itself is the same as in FIG. Deuterium gas D from outside through valve 7
2 is introduced to adjust the internal pressure of the closed container 6 to 10 kg / cm 2
High pressure up to the front and back. Under such a pressure, the dissolution rate from the vapor-phase deuterium gas D 2 to the liquid-phase electrolyte solution 3 is increased, and the equilibrium dissolution amount of the deuterium gas D 2 in the electrolyte solution 3 is increased. The path for the deuterium gas D 2 to reach the anode 1 is
The gas supply layer 15 of the gas diffusion electrode, which is the anode 1 mainly surrounded by the deuterium gas D 2 rather than from the electrolytic solution 3.
Deuterium gas D 2 permeates and diffuses from the anode 1 and the electrolyte 3
Reach the interface.

【0040】この界面で前記式(2)の反応が起こる。
従来、エネルギー発生を起こすためには重水の電気分解
が必要であり、その電気分解を起こすために必要な電圧
は陽極1側での酸素発生に最低必要とされる1.7V
(RHE基準)と陰極2での重水素ガス発生に必要な
0.3V程度(RHE基準)との和の約2V程度が最低
必要とされていた。本発明においては重水素スD2 を積
極的にガス拡散電極である陽極1に供給することによ
り、陽極1で重水素ガスD2 のイオン化が起こり、生成
された重水素イオンD+ が式(6)で示されるように陰
極2で外部電源9より供給された電子e- と反応して重
水素原子D(a)となり式(4)、(5)に示すように
再び重水素ガスD2 として発生すると同時に一部は陰極
2中に吸蔵される。
At this interface, the reaction of the above formula (2) occurs.
Conventionally, heavy water has to be electrolyzed to generate energy, and the voltage required to cause the electrolysis is 1.7 V, which is the minimum required for oxygen generation on the anode 1 side.
A minimum of about 2V, which is the sum of (RHE standard) and about 0.3V (RHE standard) required for deuterium gas generation at the cathode 2, was required. In the present invention, deuterium gas D 2 is positively supplied to the anode 1 which is a gas diffusion electrode, so that the deuterium gas D 2 is ionized at the anode 1 and the generated deuterium ion D + is expressed by the formula ( As shown in 6), the cathode 2 reacts with the electron e supplied from the external power source 9 to form the deuterium atom D (a), and again the deuterium gas D 2 as shown in the formulas (4) and (5). At the same time, a part is occluded in the cathode 2.

【0041】なお、電解液3としてLiOD等のアルカ
リ性重水溶液を用いた場合には陽極1で式(2)の反応
により生成した重水素イオンD+ は式(3)の反応によ
り陰極2で生成した重水酸化物イオンOD- と反応して
重水D2 Oに戻るので陰極2での重水D2 O消費は打ち
消されて陽極1、陰極2全体としての反応の結果として
は重水D2 Oの消費は起こらない。
When an alkaline heavy aqueous solution such as LiOD is used as the electrolytic solution 3, deuterium ions D + generated by the reaction of the formula (2) at the anode 1 are generated at the cathode 2 by the reaction of the formula (3). heavy hydroxide ions OD was - reacted so return to heavy water D 2 O in the heavy water D 2 O consumption canceled out by anode 1 at the cathode 2, the consumption of heavy water D 2 O as a result of the reaction of the whole cathode 2 Does not happen.

【0042】式(2)で示される重水素ガスD2 のイオ
ン化反応を白金、パラジウム等の触媒を担持した陽極1
で起こすための外部から印加する電位は、0.1V以下
(RHE基準)であり、また陰極2での式(4)および
式(5)の反応を起こすための電位は約0.3V程度
(RHE基準)であるからセル電圧としては0.4V程
度になる。したがって、従来の前記式(1)の反応が陽
極1で起きる場合のセル電圧の最低電圧である約2Vよ
りはるかに低い電圧、即ち、より少ない入力エネルギー
でエネルギー発生反応が行えることになる。
The ionization reaction of the deuterium gas D 2 represented by the formula (2) is carried out by the anode 1 carrying a catalyst such as platinum or palladium.
The potential applied from the outside to cause the above is 0.1 V or less (RHE standard), and the potential for causing the reactions of the formulas (4) and (5) at the cathode 2 is about 0.3 V ( Since it is RHE standard), the cell voltage is about 0.4V. Therefore, the energy generation reaction can be performed with a voltage much lower than the minimum cell voltage of about 2 V when the conventional reaction of the above formula (1) occurs at the anode 1, that is, with less input energy.

【0043】また、電解開始後の容器内の重水素圧をモ
ニターすることにより陰極への重水素の充填過程及び充
填率(D/Pd 原子比)を電解時間に対して知ることがで
き、エネルギー発生を制御するための貴重な情報を提供
を得ることができる。さらにまた、本実施例では陰極2
中に熱導・導電部材4を用いているが、これはエネルギ
ー発生によって、発生した過剰熱を熱導・導電部材4に
よりエネルギー発生装置の外部に取り出し利用するため
のものである。
By monitoring the deuterium pressure in the container after the start of electrolysis, the filling process of deuterium into the cathode and the filling rate (D / P d atomic ratio) can be known with respect to the electrolysis time. You can gain valuable information to control energy generation. Furthermore, in this embodiment, the cathode 2
The heat conducting / conductive member 4 is used therein, but this is for taking out excess heat generated by energy generation to the outside of the energy generating device by the heat conducting / conductive member 4 for use.

【0044】さらにまた、過剰熱を電解液3の加熱に利
用し、得られた該高温電解液の熱エネルギーを利用する
場合には該熱導・導電部材4を用いる必要はなく単に電
流を流すためのリード線を接続するのみで良い。つぎ
に、陽極の構成として、平板状パネルから作成された陽
極の実施例を示す。図3に基づいてこの実施例を説明す
る。陽極を構成している、いわゆるガス拡散電極は、通
常、多孔質の反応層とガス供給層がプレス成形されたも
のであり、成形技術の容易さからプレス成形して作成さ
れた平板状陽極パネル21でこの実施例の陽極を作成し
た。4枚の陽極パネル21で筒状の壁を形成し、その上
端部及び下端部の周囲に支持部材22で固定し、また、
4枚のパネルの接合部、即ち、直方体の4つの稜線部分
に支持部材23を固定して四角柱を形成した。この四角
柱の低部に底部材を接着により接合して四角柱状容器を
作った。この四角柱状容器からなる陽極は、図1の陽極
の代わりに用いることができる。4枚の陽極パネルには
外部電源からそれぞれ電流が供給されるように配線され
ている。
Furthermore, when the excess heat is used for heating the electrolytic solution 3 and the thermal energy of the obtained high temperature electrolytic solution is used, it is not necessary to use the heat conducting / conducting member 4 and a current is simply passed. It is only necessary to connect the lead wire for Next, as an anode configuration, an example of an anode made of a flat panel will be shown. This embodiment will be described with reference to FIG. The so-called gas diffusion electrode that constitutes the anode is usually a press-formed porous reaction layer and gas supply layer, and is a flat anode panel made by press-forming due to the ease of molding technology. At 21, an anode of this example was prepared. A cylindrical wall is formed by four anode panels 21, and is fixed by a supporting member 22 around the upper end and the lower end thereof, and
The supporting member 23 was fixed to the joining portion of the four panels, that is, the four ridge portions of the rectangular parallelepiped to form a quadrangular prism. A bottom member was bonded to the lower portion of this square column by adhesion to form a square columnar container. The anode composed of this square column-shaped container can be used instead of the anode of FIG. The four anode panels are wired so that currents are respectively supplied from an external power supply.

【0045】次に、本発明のエネルギー発生装置にエネ
ルギー取出手段を付加したエネルギー取得装置の実施例
を説明する。図4は本実施例のエネルギー取得装置を示
している。この実施例は図1に示されるエネルギー発生
装置の熱導・導電部材4に断熱材17を被覆し、熱導・
導電部材4の延長部分にエネルギー取出手段として熱電
変換装置18を取り付けたものである。熱電・導電部材
4に被覆した断熱材17は、陰極2で発生した熱エネル
ギーを熱電変換素子18へできるだけ損失しないよう熱
を遮断するためのものである。該熱導・導電部材4の密
閉容器6の外部へ延びた延長部分に熱電変換素子18を
熱的に結合させて取り付ける。熱電変換素子18はエネ
ルギー発生装置で発生した熱エネルギーを電気エネルギ
ーに変換する素子であり、この装置から発生した熱を電
気エネルギーとして利用可能なものとするための手段で
ある。
Next, an embodiment of an energy acquisition device in which energy extraction means is added to the energy generation device of the present invention will be described. FIG. 4 shows the energy acquisition device of this embodiment. In this embodiment, the heat conducting / conducting member 4 of the energy generating apparatus shown in FIG.
A thermoelectric conversion device 18 is attached to the extension of the conductive member 4 as an energy extracting means. The heat insulating material 17 coated on the thermoelectric / conductive member 4 is for cutting off heat so that the heat energy generated in the cathode 2 is not lost to the thermoelectric conversion element 18 as much as possible. The thermoelectric conversion element 18 is thermally coupled and attached to the extension portion of the heat conducting / conductive member 4 extending to the outside of the closed container 6. The thermoelectric conversion element 18 is an element that converts the heat energy generated by the energy generating device into electric energy, and is a means for making the heat generated from this device usable as electric energy.

【0046】さらに、図5は、図4に示すエネルギー取
得装置に印加する外部電圧のマイナス側の配線を熱導・
導電部材4に接続せずに、直接、陰極2のパラジウム部
材8に接続した場合の実施例を示している。
Further, in FIG. 5, the wiring on the negative side of the external voltage applied to the energy acquisition device shown in FIG.
An example in which the palladium member 8 of the cathode 2 is directly connected without being connected to the conductive member 4 is shown.

【0047】[0047]

【実施例2】実施例1で使用された陽極は、ガス供給層
と、重水素のイオン化反応を行なわせるための反応層と
を持ったガス拡散電極としたが、本実施例では、実施例
1の陽極の代わりに、パラジウムまたはパラジウム−銀
合金等の水素吸蔵性金属で製造された電極を用いたエネ
ルギー発生装置とした。
Example 2 The anode used in Example 1 was a gas diffusion electrode having a gas supply layer and a reaction layer for carrying out the deuterium ionization reaction. Instead of the anode of No. 1, an energy generator using an electrode made of a hydrogen storage metal such as palladium or a palladium-silver alloy was used.

【0048】図6は本実施例のエネルギー発生装置を示
している。陽極31以外の他の構成は実施例1で説明し
た図4と同じものである。パラジウムまたはパラジウム
−銀合金等の水素吸蔵性金属で製造された電極の重水素
ガスの透過能力はガス拡散電極のものと比べて多少劣る
が、重水素ガスのイオン化反応に対する活性は変わらな
いので電解電流がある程度以下のときには本実施例のエ
ネルギー発生装置でも十分対応できる。
FIG. 6 shows the energy generator of this embodiment. The configuration other than the anode 31 is the same as that of FIG. 4 described in the first embodiment. The deuterium gas permeation capacity of an electrode made of a hydrogen storage metal such as palladium or a palladium-silver alloy is slightly inferior to that of a gas diffusion electrode, but the activity for deuterium gas ionization reaction does not change, so electrolysis When the current is below a certain level, the energy generator of this embodiment can sufficiently cope with the situation.

【0049】本実施例における陽極の構造には種々のも
のが考えられ、パラジウムまたはパラジウム−銀合金等
を直接成形して筒状とする場合は、該筒の一端の底31
4となる部分に筒の金属と同一の金属または耐蝕性絶縁
物質の円盤または4角形板を溶接または接着して底31
4を形成する。また、パラジウムまたはパラジウム−銀
合金等のシート又は膜を陽極とする場合は、耐蝕性絶縁
材料からなる有底の絶縁容器の側面に窓を空け、この空
いた部分に前記陽極シート又は陽極膜を電極として接着
により接合して、容器状の陽極を作成する。またさら
に、図7、図8に示すように前記絶縁容器の代わりに、
中央に窓325を空け、この空いた部分に前記陽極シー
ト又は陽極膜324を電極として接着により接合した平
板状の絶縁パネル333を実施例1で図3に基づいて説
明した4角柱状容器からなる陽極と同じ方法で作成す
る。図7はその平板状の絶縁パネルを示し、また、図8
はその平板状の絶縁パネルから構成された陽極を用いて
作成されたエネルギー取得装置を示している。
Various anode structures are conceivable in this embodiment. When palladium or a palladium-silver alloy is directly formed into a cylinder, the bottom 31 at one end of the cylinder is used.
A disc or a square plate made of the same metal as the metal of the cylinder or a corrosion-resistant insulating material is welded or bonded to the portion to be the bottom 31
4 is formed. When the sheet or film of palladium or palladium-silver alloy is used as the anode, a window is opened in the side surface of the bottomed insulating container made of a corrosion-resistant insulating material, and the anode sheet or the anode film is placed in this empty portion. As an electrode, they are joined by adhesion to form a container-shaped anode. Furthermore, as shown in FIGS. 7 and 8, instead of the insulating container,
A window 325 is formed in the center, and a flat plate-shaped insulating panel 333 in which the above-mentioned anode sheet or anode film 324 is used as an electrode and bonded by adhesion to the open portion is formed by the rectangular columnar container described in Embodiment 1 with reference to FIG. It is made in the same way as the anode. FIG. 7 shows the flat insulating panel, and FIG.
Shows an energy acquisition device made by using an anode composed of the flat insulating panel.

【0050】[0050]

【実施例3】図9は本発明の解放型のエネルギー発生装
置の実施例を示す。この装置は通常用いられている重水
電解型のエネルギー発生装置に重水素ガス吹き込み装置
を付加したものである。この装置の構成を図7に基づい
て説明する。上部開口管46を通じて外部空間に一部が
開放された容器44には電解液43が満たされており、
その電解液44中にパラジウム等の水素吸蔵型金属及び
合金からなる陰極42およびそれに対向して白金等から
なる陽極41が間隔をおいて配置されている。容器44
内には電解液中に重水素ガスD2 を吹き込んで導入する
ための重水素ガス吹き込み装置45が配置されている。
[Embodiment 3] FIG. 9 shows an embodiment of the open type energy generating apparatus of the present invention. This device is a device in which a deuterium gas blowing device is added to a commonly used heavy water electrolysis type energy generator. The configuration of this device will be described with reference to FIG. The electrolytic solution 43 is filled in the container 44 which is partially opened to the external space through the upper opening tube 46.
In the electrolytic solution 44, a cathode 42 made of a hydrogen storage type metal such as palladium and an alloy and an anode 41 made of platinum or the like are arranged at a distance from the cathode 42. Container 44
A deuterium gas blowing device 45 for blowing and introducing deuterium gas D 2 into the electrolytic solution is arranged therein.

【0051】さらに、陽極41の全体の強度を補強する
ために絶縁性の支持部材48が陽極41の所要部だけを
部部的に補強している。さらにまた、陽極を支持してい
る支持部材48は電解液43を容している容器44に絶
縁性の支持片47によって支持固定されている。陽極4
1及び陰極42はそれぞれ、端子48を通じて容器の外
部にある外部電源49に接続されている。
Further, in order to reinforce the strength of the anode 41 as a whole, an insulating support member 48 partially reinforces a required portion of the anode 41. Furthermore, the support member 48 supporting the anode is supported and fixed to the container 44 containing the electrolytic solution 43 by an insulating support piece 47. Anode 4
1 and cathode 42 are each connected through terminals 48 to an external power supply 49 external to the container.

【0052】このエネルギー発生装置を運転する際に
は、重水素ガス吹き込み装置45より外部から導入した
重水素ガスD2 を電解液43中に吹き込む。吹き込まれ
た重水素ガスD2 は電解液中に溶解し、陽極41の界面
に拡散し、この界面で前記式(2)の反応が起こる。ま
た、重水素ガスD2 の吹き込みに伴い発生する電解液4
3の対流により、重水素ガスD2 は電解液中に均一に溶
解し、陽極に供給されることになる。
When the energy generator is operated, the deuterium gas D 2 introduced from the outside by the deuterium gas blowing device 45 is blown into the electrolytic solution 43. The injected deuterium gas D 2 is dissolved in the electrolytic solution and diffuses at the interface of the anode 41, and the reaction of the above formula (2) occurs at this interface. In addition, the electrolytic solution 4 generated by blowing the deuterium gas D 2
Due to the convection of 3, the deuterium gas D 2 is uniformly dissolved in the electrolytic solution and supplied to the anode.

【0053】[0053]

【実施例4】図10は本発明のエネルギー発生装置のさ
らに別の実施例を示す。これは図7に示された開放型装
置に重水素ガス吹き込み装置を取り除いて上部開口管5
6にバルブ55をつけたものである。このような装置に
重水素ガスを高圧で充填し、電解液53(電解質+重
水)に重水素ガスを飽和させ、定電流あるいは定電位で
パラジウム等の水素吸蔵金属またはその合金からなる陰
極52と陽極51とに電圧を印加して前記式(2)、式
(3)、式(4)および式(5)で示される反応を行い
エネルギーを発生させる。このとき重水素ガス分子D2
は電解液中を拡散して陽極51に補給され、反応式
(2)で示されるようにイオン化される。
Fourth Embodiment FIG. 10 shows still another embodiment of the energy generator of the present invention. This is obtained by removing the deuterium gas blowing device from the open type device shown in FIG.
6 has a valve 55. Such a device is filled with deuterium gas at a high pressure, the electrolyte solution 53 (electrolyte + heavy water) is saturated with deuterium gas, and a cathode 52 made of a hydrogen storage metal such as palladium or an alloy thereof is formed at a constant current or a constant potential. A voltage is applied to the anode 51 to cause the reactions represented by the formulas (2), (3), (4) and (5) to generate energy. At this time, deuterium gas molecule D 2
Is diffused in the electrolytic solution and supplied to the anode 51, and is ionized as shown in the reaction formula (2).

【0054】もしも、電解液53中の飽和重水素ガス濃
度が充分高く、式(2)で示される陽極51での重水素
ガスD2 のイオン化反応の限界拡散電流が陰極52への
重水素Dの充填のための電解電流より大きければ、式
(2)の反応は電解電流をまかなうことができるので、
陽極で起こる反応は専ら式(2)で示される反応にな
り、陽極51での式(1)(アルカリ性電解液の場合)
あるいは式(7)(酸性電解液の場合)による酸素O2
の発生は起こらない。その結果、他の実施例と同様にエ
ネルギー効率の高いエネルギー発生装置を実現すること
ができる。
If the saturated deuterium gas concentration in the electrolyte solution 53 is sufficiently high, the limiting diffusion current of the ionization reaction of the deuterium gas D 2 at the anode 51 represented by the formula (2) is the deuterium D to the cathode 52. Since the reaction of equation (2) can cover the electrolysis current if it is larger than the electrolysis current for filling
The reaction occurring at the anode is exclusively the reaction represented by the formula (2), and the reaction at the anode 51 is represented by the formula (1) (in the case of alkaline electrolyte).
Alternatively, oxygen O 2 according to formula (7) (in the case of acidic electrolyte)
Does not occur. As a result, an energy generator with high energy efficiency can be realized as in the other embodiments.

【0055】しかし、装置内の重水素D2 ガス圧が充分
高くなければ電解液中の重水素濃度が上がらず陽極での
式(2)の反応は電解電流の全部を担うことができない
ためO2 の発生も起こる。装置内の重水素ガス圧Pと電
解液への重水素ガス飽和濃度Cとはほぼ比例関係にあ
り、また式(2)の反応による重水素ガスイオン化反応
の限界拡散電流iLは電解液中の重水素ガス濃度に比例
するので、結局、限界拡散電流iL はほぼ重水素ガス圧
Pに比例する。
However, if the deuterium D 2 gas pressure in the apparatus is not sufficiently high, the concentration of deuterium in the electrolytic solution will not rise and the reaction of the formula (2) at the anode cannot bear the entire electrolytic current. The occurrence of 2 also occurs. The deuterium gas pressure P in the apparatus and the deuterium gas saturation concentration C to the electrolytic solution are almost in a proportional relationship, and the limiting diffusion current i L of the deuterium gas ionization reaction by the reaction of the formula (2) is in the electrolytic solution. Therefore, the limit diffusion current i L is almost proportional to the deuterium gas pressure P.

【0056】重水素ガス圧Pが1atmのときの重水素
ガス飽和濃度Cは常温で約1mM/lであり、このとき
の限界拡散電流iL は通常2〜3mA/cm2 であるこ
とが知られている。したがって、本実施例によりエネル
ギーの発生を行い、陽極51での反応を式(2)で示さ
れる反応のみとするには電解電流密度が限界拡散電流i
L を越えないように重水素ガス圧Pを調節しなければな
らない。容器54内の空容積が小さく陰極52中へ重水
素原子D(a)を高充填率で吸収させるのに充分な重水
素ガスD2 を容器54内に封入できない場合には、容器
54とバルブ55との間に適当な容積のリザーバタンク
を設けると良い。
It is known that the deuterium gas saturation concentration C when the deuterium gas pressure P is 1 atm is about 1 mM / l at room temperature, and the limiting diffusion current i L at this time is usually 2 to 3 mA / cm 2. Has been. Therefore, according to the present embodiment, in order to generate energy and make the reaction at the anode 51 only the reaction represented by the formula (2), the electrolytic current density is the limiting diffusion current i.
The deuterium gas pressure P must be adjusted so that it does not exceed L. If the deuterium gas D 2 sufficient to absorb deuterium atoms D (a) into the cathode 52 at a high filling rate cannot be enclosed in the container 54 due to the small empty volume in the container 54, the container 54 and a valve It is advisable to provide a reservoir tank having an appropriate volume with 55.

【0057】本実施例では電解液を重水素化水酸化リチ
ウムLiODを含んだ重水D2 Oとしたが、LiODの
代わりに、重塩酸DClまたは重硫酸D2 SO4 でも使
用することができる。特に、重塩酸DClまたは重硫酸
2 SO4 水溶液は電気伝導性に優れるため電解時のジ
ュール熱の発生が少なく、水酸化リチウムLiODより
エネルギー効率が良い。
In this embodiment, the electrolytic solution was heavy water D 2 O containing deuterated lithium hydroxide LiOD, but instead of LiOD, it is possible to use deuterated hydrochloric acid DCl or bisulfuric acid D 2 SO 4 . Particularly, since the aqueous solution of deuterated hydrochloric acid DCL or the aqueous solution of bisulfuric acid D 2 SO 4 is excellent in electric conductivity, Joule heat is less generated during electrolysis, and the energy efficiency is better than that of lithium hydroxide LiOD.

【0058】[0058]

【実施例5】本実施例は、密閉型のエネルギー発生装置
のさらに別の実施例を示す。この装置はエネルギー発生
を特に確認するために作られたものである。アルカリ電
解質を用いたエネルギー発生装置図11、および図12
は、アルカリ電解液、すなわち電解液として水酸化リチ
ウムLiODと重水D2 Oを用いたエネルギー発生装置
の断面図を示す。図11と図12は同じ装置の別の断面
をそれぞれ示したものである。
[Embodiment 5] This embodiment shows still another embodiment of the closed type energy generating device. This device was designed specifically to identify energy production. Alkaline
Energy generation device using deconstruction Fig. 11 and Fig. 12
Shows a sectional view of an energy generator using an alkaline electrolyte, that is, lithium hydroxide LiOD and heavy water D 2 O as the electrolyte. 11 and 12 show different cross sections of the same device, respectively.

【0059】100は電解槽を示し、電解槽100は大
きく分けて3つの部分、すなわち、電解槽低部、電解槽
中間部、及び電解槽上部とから構成されている。電解槽
低部は電解槽100の下部の部分である。電解槽低部
は、電解槽100の最下部にある底皿104と、その底
皿104と接触し、パラジウムからなる陰極102を固
定して支えるテフロン(登録商標)で作成されたフィク
サー105とから主として構成されている。
Reference numeral 100 denotes an electrolytic cell, and the electrolytic cell 100 is roughly divided into three parts, namely, an electrolytic cell lower part, an electrolytic cell middle part, and an electrolytic cell upper part. The lower part of the electrolytic cell is the lower part of the electrolytic cell 100. The lower part of the electrolyzer is composed of a bottom plate 104 at the bottom of the electrolyzer 100, and a fixer 105 made of Teflon (registered trademark) that is in contact with the bottom plate 104 and fixedly supports the cathode 102 made of palladium. It is mainly composed.

【0060】電解槽中間部は、エネルギー発生反応を行
う重要な部分であり、筒状のガス拡散電極からなる陽極
101と、筒状の陽極101のほぼ中心に、陽極101
に対して空間を隔てて位置した陰極102から主として
構成されている。電解槽上部は、筒状の石英ガラス管か
らなる電解液容器107を有している。この電解液容器
107の下部は下方に向かって狭まったテーパとなって
おり、下部は前記した筒状の陽極101と接合されてい
る。この電解液容器107の上部には、テフロン(登録
商標)製の栓108が設けられている。
The middle part of the electrolytic cell is an important part for carrying out the energy generation reaction, and the anode 101 composed of a tubular gas diffusion electrode, and the anode 101 at the substantial center of the tubular anode 101.
Is mainly composed of a cathode 102 which is located with a space therebetween. The upper part of the electrolytic cell has an electrolytic solution container 107 made of a cylindrical quartz glass tube. The lower portion of the electrolytic solution container 107 has a taper that narrows downward, and the lower portion is joined to the cylindrical anode 101 described above. A stopper 108 made of Teflon (registered trademark) is provided on the upper portion of the electrolytic solution container 107.

【0061】このように構成される電解槽100には、
電解液容器107の上方まで電解液103が満たされて
いる。陽極101と陰極102には、各々リード線が接
続されており、外部電源に接続されている。また、電解
液103中には参照電極109が浸漬されて外部へ取り
出されている。さらに、内部の温度をモニターするため
の熱電対110が陰極102の中心部と電解液103中
にそれぞれ設けられている。さらにまた、電解液103
中には電解液103を加熱するためのニクロム線からな
るヒータ113が設けられている。
In the electrolytic cell 100 having the above-mentioned structure,
The electrolytic solution 103 is filled up to the upper side of the electrolytic solution container 107. Lead wires are connected to the anode 101 and the cathode 102, respectively, and are connected to an external power source. Further, the reference electrode 109 is immersed in the electrolytic solution 103 and taken out to the outside. Further, thermocouples 110 for monitoring the internal temperature are provided in the central portion of the cathode 102 and the electrolytic solution 103, respectively. Furthermore, the electrolytic solution 103
A heater 113 made of a nichrome wire for heating the electrolytic solution 103 is provided therein.

【0062】電解槽100の全体は圧力容器106中に
配置されて、圧力容器106の上部の圧力容器蓋112
によって密封されている。また、電解槽100は、圧力
容器蓋112に固定された電解槽ホルダ111によって
支持されている。この圧力容器106中には、外部から
高圧の重水素ガス115が、ガス配管114を通じて電
解液103中に導入され、充填されている。
The entire electrolytic cell 100 is arranged in the pressure vessel 106, and the pressure vessel lid 112 is provided above the pressure vessel 106.
Is sealed by. Further, the electrolytic cell 100 is supported by an electrolytic cell holder 111 fixed to a pressure vessel lid 112. High-pressure deuterium gas 115 is introduced into the pressure vessel 106 from the outside through the gas pipe 114 and filled in the electrolytic solution 103.

【0063】酸電解質を用いたエネルギー発生装置 図13および図14に酸電解液、すなわち電解液として
硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを用いたエネルギー発生装
置の断面図を示す。図13と図14は同じ装置の別の断
面をそれぞれ示したものである。200は電解槽を示
し、電解槽200は大きく分けて3つの部分、すなわ
ち、電解槽低部、電解槽中間部、及び電解槽上部とから
構成されている。
Energy Generator Using Acid Electrolyte FIGS. 13 and 14 are sectional views of an energy generator using an acid electrolyte, that is, sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as electrolytes. 13 and 14 show different cross sections of the same device, respectively. Reference numeral 200 denotes an electrolytic cell, and the electrolytic cell 200 is roughly divided into three parts, namely, an electrolytic cell lower part, an electrolytic cell middle part, and an electrolytic cell upper part.

【0064】電解槽低部は電解槽200の下部の部分で
ある。電解槽低部は、電解槽200の最下部にある底皿
204と、その底皿204と接触し、パラジウムからな
る陰極202を固定して支えるテフロン(登録商標)で
作成されたフィクサー205とから主として構成されて
いる。電解槽中間部は、エネルギー発生反応を行う重要
な部分であり、筒状のガス拡散電極からなる陽極201
と、筒状の陽極201のほぼ中心に、陽極201に対し
て空間を隔てて位置した陰極202から主として構成さ
れている。
The lower part of the electrolytic cell is the lower part of the electrolytic cell 200. The lower part of the electrolyzer is composed of a bottom plate 204 at the bottom of the electrolyzer 200, and a fixer 205 made of Teflon (registered trademark) that is in contact with the bottom plate 204 and fixes and supports the cathode 202 made of palladium. It is mainly composed. The middle part of the electrolytic cell is an important part for carrying out energy generating reaction, and is an anode 201 composed of a tubular gas diffusion electrode.
In addition, the cathode 202 is mainly composed of a cathode 202 which is located substantially at the center of the cylindrical anode 201 with a space from the anode 201.

【0065】電解槽上部は、上方にむかって広がったテ
ーパを有する筒状の石英ガラス製又はパイレックス(登
録商標)製の管からなる電解液容器207を有し、この
電解液容器207の下部は前記した筒状の陽極201と
接合されている。この電解液容器207の上部には、テ
フロン(登録商標)製の栓208が設けられている。こ
のように、構成される電解槽200には、電解液容器2
07の上方まで電解液203が満たされている。陽極2
01と陰極202には、各々リード線が接続されてお
り、外部電源に接続されている。また、電解液203中
には参照電極209が浸漬されて外部へ取り出されてい
る。さらに、内部の温度をモニターするための熱電対2
10が陰極202の中心部と電解液203中にそれぞれ
設けられている。さらにまた、電解液203中には電解
液203を加熱するためのニクロム線からなるヒータ2
13が設けられている。
The upper part of the electrolytic cell has an electrolytic solution container 207 made of a tube made of quartz glass or Pyrex (registered trademark) having a taper that spreads upward, and the lower part of the electrolytic solution container 207 is It is joined to the cylindrical anode 201 described above. A stopper 208 made of Teflon (registered trademark) is provided on the upper portion of the electrolytic solution container 207. The electrolytic cell 200 configured as described above includes the electrolytic solution container 2
The electrolyte 203 is filled up to above 07. Anode 2
Lead wires are connected to 01 and the cathode 202, respectively, and are connected to an external power supply. Further, the reference electrode 209 is immersed in the electrolytic solution 203 and taken out to the outside. In addition, a thermocouple 2 for monitoring the internal temperature
10 are provided in the central portion of the cathode 202 and in the electrolytic solution 203, respectively. Furthermore, a heater 2 made of a nichrome wire for heating the electrolytic solution 203 is provided in the electrolytic solution 203.
13 are provided.

【0066】電解槽200の全体は圧力容器206中に
配置されて、圧力容器206の上部の圧力容器蓋212
によって密封されている。また、電解槽200は、圧力
容器蓋212に固定された電解槽ホルダ211によって
支持されている。この圧力容器206中には、外部から
高圧の重水素ガス215が、ガス配管214を通じて電
解液203中に導入され、充填されている。
The entire electrolytic cell 200 is placed in a pressure vessel 206, and a pressure vessel lid 212 is provided above the pressure vessel 206.
Is sealed by. The electrolytic cell 200 is supported by an electrolytic cell holder 211 fixed to the pressure vessel lid 212. High-pressure deuterium gas 215 is introduced into the pressure vessel 206 from the outside through the gas pipe 214 into the electrolytic solution 203 to be filled therein.

【0067】本実施例の上述したアルカリ電解質を有す
るエネルギー発生装置と、酸電解質を有するエネルギー
発生装置を用いて、本発明のエネルギー発生装置の有効
性を実験データに基づいて次に示す。酸電解質を用いたエネルギー発生装置の実験 先ず、電解液に硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを用いた前
記エネルギー発生装置のパラジウムの陰極202に重水
素Dが吸収されることを証明するために、このエネルギ
ー発生装置全体を30℃の恒温水槽内に埋没させて実験
を行った。電解液を2.8MD2 SO4 とし、外部から
与えた電流密度を0.1A/cm2 とし、印加電圧を
0.7Vとして、入力電力を0.3Wでエネルギー発生
装置の運転を行った。
The effectiveness of the energy generator of the present invention will be shown below based on experimental data using the energy generator having the above-mentioned alkaline electrolyte and the energy generator having the acid electrolyte of the present embodiment. Experiment of Energy Generator Using Acid Electrolyte First, in order to prove that deuterium D is absorbed by the palladium cathode 202 of the energy generator using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as the electrolytic solution. Then, an experiment was conducted by immersing the entire energy generating device in a constant temperature water tank at 30 ° C. The electrolyte was set to 2.8 MD 2 SO 4 , the externally applied current density was set to 0.1 A / cm 2 , the applied voltage was set to 0.7 V, and the input power was set to 0.3 W to operate the energy generation device.

【0068】その結果を図15のグラフに示す。図15
は、横軸に電解日数と縦軸に電極及び電解液の温度と重
水素ガスのガス圧をとっている。パラジウム陰極の温度
は陰極202に設けた熱電対210によって測定し、ま
た電解液203の温度は電解液203中に設けた熱電対
210によって測定した。Aの曲線は、エネルギー発生
装置内に充填されていた重水素ガスD2 のガス圧の変化
を測定したものである。当初5.5Kg/cm2 程度あ
ったガス圧が運転の最初に急激に下がり、その後2日間
の運転で徐々に下がり最終的には4.15Kg/cm2
程度に下がっているのがわかる。Bの曲線は陰極202
の内部に設けた熱電対210で測定した陰極の温度を示
している。さらにCの曲線は電解液203中に設けた熱
電対210で測定した電解液203の温度を示してい
る。いずれの温度曲線も、運転の初期にパラジウム中に
重水素Dが吸蔵される時にみられるよく知られた特有の
発熱反応を示している。その後次第に電解液に主として
発生するジュール熱と、エネルギー発生装置の外部の恒
温槽の熱との熱平衡によりほぼ一定の温度に保たれるよ
うになった。
The results are shown in the graph of FIG. Figure 15
Is the number of days of electrolysis on the horizontal axis and the temperature of the electrodes and the electrolytic solution and the gas pressure of deuterium gas on the vertical axis. The temperature of the palladium cathode was measured by a thermocouple 210 provided in the cathode 202, and the temperature of the electrolytic solution 203 was measured by a thermocouple 210 provided in the electrolytic solution 203. The curve A is the change in gas pressure of the deuterium gas D 2 filled in the energy generator. The gas pressure, which was initially about 5.5 Kg / cm 2 , suddenly dropped at the beginning of the operation, and then gradually decreased after 2 days of operation, and finally 4.15 Kg / cm 2.
You can see that it has fallen to the extent. The curve of B is the cathode 202
It shows the temperature of the cathode measured by the thermocouple 210 provided inside. Further, the curve C shows the temperature of the electrolytic solution 203 measured by the thermocouple 210 provided in the electrolytic solution 203. Both temperature curves show the well-known peculiar exothermic reaction observed when deuterium D was occluded in palladium at the beginning of operation. After that, the temperature was gradually maintained at a substantially constant temperature due to thermal equilibrium between the Joule heat mainly generated in the electrolytic solution and the heat in the constant temperature bath outside the energy generator.

【0069】この実験によれば、本エネルギー発生装置
は、パラジウムの陰極202に重水素Dが有効に吸蔵さ
れたことがモニターされた。なお、パラジウムの陰極2
02に重水素Dが吸蔵されるメカニズムについては、実
施例1で図2に基づいて説明したとおりである。つぎ
に、本発明の電解液に硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを用
いたエネルギー発生装置を運転して、過剰熱の発生を確
認した実験を次のようにして行った。電解液を2.8M
2 SO4 とし、外部から与えた電流密度を0.1A/
cm2 とし、印加電圧を0.7Vとして、入力電力を
0.3Wでエネルギー発生装置の運転を行った。また、
電解液を2.8MD2 SO4 とし、外部から与えた電流
密度を0.3A/cm2 とし、印加電圧を1.2Vとし
て、入力電力を1.7Wでエネルギー発生装置の運転を
おこなった。外部電源から陰極202および陽極201
に与えた電解電力に対して、陰極202の温度上昇分d
T(Pd)を測定した。
According to this experiment, the present energy generator monitored that deuterium D was effectively occluded in the palladium cathode 202. The palladium cathode 2
The mechanism by which the deuterium D is occluded in 02 is as described in Example 1 with reference to FIG. Next, an energy generation device using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O in the electrolytic solution of the present invention was operated, and an experiment for confirming generation of excess heat was conducted as follows. Electrolyte 2.8M
D 2 SO 4 and the externally applied current density is 0.1 A /
cm 2, and the applied voltage 0.7 V, the input power was operated energy generating device with 0.3 W. Also,
The electrolytic solution was 2.8 MD 2 SO 4 , the externally applied current density was 0.3 A / cm 2 , the applied voltage was 1.2 V, and the energy generator was operated at an input power of 1.7 W. From external power source to cathode 202 and anode 201
Temperature rise of the cathode 202 with respect to the electrolysis power applied to
T (Pd) was measured.

【0070】図16のグラフにその結果を示す。グラフ
中の白丸印が電流密度0.1A/cm2 で運転した時の
温度上昇を示している。また、グラフ中の黒三角印が電
流密度0.3A/cm2 で運転した時の温度上昇を示し
ている。どの程度の過剰熱が発生したかを比較するため
に、陰極202の周囲に設けたヒータ213に与えた電
力に応じて陰極がどのように温度上昇するかを測定した
ヒータキャリブレーションの値を×印でプロットした。
このプロットは直線となった。
The results are shown in the graph of FIG. The white circles in the graph indicate the temperature rise when operating at a current density of 0.1 A / cm 2 . The black triangles in the graph show the temperature rise when operating at a current density of 0.3 A / cm 2 . In order to compare how much excess heat is generated, a heater calibration value obtained by measuring how the temperature of the cathode rises according to the electric power supplied to the heater 213 provided around the cathode 202 is set to x. It is plotted with a mark.
This plot became a straight line.

【0071】この直線に対して、電流密度0.1A/c
2 および0.3A/cm2 で運転した時の温度上昇
は、ヒータ213に加えた電力と同じ電力を加えたもの
と比較すると、いずれの運転においてもヒータキャリブ
レーションに比べて大きいことが図16のグラフから分
かる。このことは、本発明のエネルギー発生装置を運転
して過剰熱が発生したことを示すものである。
With respect to this straight line, the current density is 0.1 A / c
It can be seen that the temperature rise when operated at m 2 and 0.3 A / cm 2 is larger than that when the same electric power is applied to the heater 213 as compared to the heater calibration in any operation. It can be seen from the 16 graphs. This indicates that the energy generator of the present invention was operated and excessive heat was generated.

【0072】つぎに、上記の実験の比較実験として、重
水素の代わりに軽水素を用いるために、電解液に硫酸H
2 SO4 と水H2 Oを用いた他は、上記実験と同じ装置
を用いて、電流密度0.1A/cm2 ,0.3A/cm
2 ,0.49A/cm2 で過剰熱の発生が起こるかどう
かの実験を行った。図17はその実験の結果を示すグラ
フである。図17中の白丸印はヒータによるキャリブレ
ーションによる値である。黒丸印は電流密度を0.1A
/cm2 ,0.3A/cm2 ,0.49A/cm2 とし
て与えた入力電力と温度上昇をプロットしたものであ
る。
Next, as a comparative experiment of the above experiment, sulfuric acid H was added to the electrolytic solution in order to use light hydrogen instead of deuterium.
2 SO 4 and water H 2 O were used, but the current density was 0.1 A / cm 2 and 0.3 A / cm 2 using the same device as in the above experiment.
An experiment was conducted as to whether excessive heat generation occurred at 2 , 0.49 A / cm 2 . FIG. 17 is a graph showing the results of the experiment. White circles in FIG. 17 are values obtained by calibration by the heater. Black circles indicate current density of 0.1A
5 is a plot of input power and temperature rise given as / cm 2 , 0.3 A / cm 2 , 0.49 A / cm 2 .

【0073】いずれのプロットも直線上にあり、このこ
とは、ヒータに電力を与えても電解電流として電力を与
えても結果的には同じになり、過剰熱の発生のなかった
ことを示している。アルカリ電解質を用いたエネルギー発生装置の実験 図18は、電解液として水酸化リチウムLiODと重水
2 Oを用いたエネルギー発生装置に電力を与えたとき
の温度上昇の結果をグラフにしたものである。
Both plots are on a straight line, which shows that the same result is obtained regardless of whether electric power is applied to the heater or electrolysis current, and that excessive heat is not generated. There is. Experiment of Energy Generation Device Using Alkaline Electrolyte FIG. 18 is a graph showing the results of temperature rise when power is applied to the energy generation device using lithium hydroxide LiOD and heavy water D 2 O as the electrolytic solution. ..

【0074】実験は、0.5MLiOD中での電解時の
陰極の温度上昇と電解液をヒータ113で加熱したとき
のキャリブレーションとの比較を行った。実線で示され
た部分がヒータ113によって電力を与えたときの電解
液の温度上昇をプロットして作成された直線である。こ
の直線と比較するために、実際に加えた電力に基づいて
温度上昇をプロットした。黒丸印が電解液の温度上昇値
を示し、白丸印が電解電流を流したときの入力電力に対
するパラジウム陰極の温度上昇の値を示す。電解電流密
度を0.2A/cm2 に増加した直後、陰極温度とキャ
リブレーションとの差は約1.8℃になった。これは、
約1.6Wの入力の約12.5%の過剰熱(0.51W
/cm2 )に相当する。
In the experiment, the temperature rise of the cathode during electrolysis in 0.5 M LiOD and the calibration when the electrolytic solution was heated by the heater 113 were compared. The portion indicated by the solid line is a straight line created by plotting the temperature rise of the electrolytic solution when power is applied by the heater 113. The temperature rise was plotted based on the actual applied power for comparison with this straight line. Black circles show the temperature rise value of the electrolytic solution, and white circles show the temperature rise value of the palladium cathode with respect to the input power when an electrolytic current is passed. Immediately after increasing the electrolysis current density to 0.2 A / cm 2 , the difference between the cathode temperature and the calibration was about 1.8 ° C. this is,
About 12.5% excess heat (0.51W for about 1.6W input)
/ Cm 2 ).

【0075】電極に加えた電力はヒータ113に加えた
電力と同じ電力であるにもかかわらず、いずれの運転に
おいてもヒータキャリブレーションに比べてパラジウム
陰極の温度上昇が大きいことが図18のグラフに示され
ており、このことは、本発明のエネルギー発生装置を運
転して過剰熱が発生したことを示すものである。本発明のエネルギー発生装置とPCT出願WO90/1
0935との運転データの比較 本発明のエネルギー発生装置とポンス/フライシュマン
らの発明したPCT出願WO90/10935に記載さ
れたエネルギー発生装置との運転データを比較してみ
る。
Although the power applied to the electrodes is the same as the power applied to the heater 113, the temperature rise of the palladium cathode is large in any operation as compared with the heater calibration, as shown in the graph of FIG. As shown, this indicates that the energy generating device of the present invention was operated and excess heat was generated. Energy Generator of the Invention and PCT Application WO 90/1
Comparison of operating data with 0935 Let us compare the operating data of the energy generator of the present invention with the energy generator described in PCT application WO 90/10935 invented by Ponce / Fleishman et al.

【0076】表1に本発明のエネルギー発生装置の運転
データを示す。陰極は、パラジウム製の直径5mm、長
さ30mmのものを使用した。
Table 1 shows the operation data of the energy generator of the present invention. The cathode used was made of palladium and had a diameter of 5 mm and a length of 30 mm.

【0077】[0077]

【表1】 [Table 1]

【0078】表2に、PCT出願WO90/10935
の68頁に掲載されたデータから、本発明で用いた電解
電流の電流密度に最も近似した部分を抜粋したデータを
示す。陰極は、パラジウム製の直径1mm、長さ10c
mのものを使用した。
Table 2 shows PCT application WO 90/10935.
From the data published on page 68 of the above, data showing the portion most approximate to the current density of the electrolytic current used in the present invention is shown. The cathode is made of palladium and has a diameter of 1 mm and a length of 10 c.
m was used.

【0079】[0079]

【表2】 [Table 2]

【0080】本発明の装置では電流密度0.1A/cm
2 で0.5MLiODを電解液として運転した入力電
力、すなわち、消費電力は0.57Wであったのに対し
て、前記PCT出願のものは、近似した電流密度0.1
28A/cm2 で0.1MLiODを電解液として運転
した消費電力は1.61Wであり、本発明のエネルギー
発生装置のほうが消費電力が約3分の1の少ない量で運
転を行えることがわかる。
In the device of the present invention, the current density is 0.1 A / cm.
The input power, that is, the power consumption was 0.57 W when operated with 0.5 M LiOD as the electrolyte in step 2 , whereas the PCT application had an approximate current density of 0.17 W.
The power consumption when operating with 0.1 M LiOD as the electrolyte at 28 A / cm 2 is 1.61 W, and it can be seen that the energy generation device of the present invention can be operated with a power consumption that is less than about one third.

【0081】また、本発明の装置で電流密度0.3A/
cm2 で2.8MD2 SO4 A電解液とした場合、及び
電流密度0.2A/cm2 で0.5MLiODを電解液
として運転した場合も本発明のエネルギー発生装置の方
が前記の場合と同様に平均して3〜4分の1程度の少な
い消費電力で運転できることがわかる。以上の実施例1
〜5では、エネルギー発生装置について主として説明を
したが、本発明のエネルギー発生装置は中性子発生装置
として、また、トリチウム発生装置としても利用できる
ことは明らかである。
In the device of the present invention, the current density is 0.3 A /
If the 2.8MD 2 SO 4 A electrolyte solution cm 2, and optionally also the 0.5MLiOD at a current density 0.2 A / cm 2 was operated as an electrolytic solution is more energy generator of the present invention of the the Similarly, it can be seen that, on average, the operation can be performed with a low power consumption of about 1/3 to 1/4. Example 1 above
5 to 5, the energy generator is mainly described, but it is obvious that the energy generator of the present invention can be used as a neutron generator and also as a tritium generator.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明のエネ
ルギー発生装置によれば、前記式(1)で示されたよう
な陽極で酸素O2 の発生が起こる代わりに前記式(2)
で示される重水素ガスD2 のイオン化が起こる。したが
って、前記式(1)で示される陽極での反応を酸素O2
の発生反応とする従来のエネルギー発生装置を用いた場
合よりも、本発明のエネルギー発生装置は、外部から印
加する電圧が、はるかに低いものでよいから、エネルギ
ーの発生に必要な入力エネルギーを小さいものとするこ
とができ、高エネルギー効率のエネルギー発生装置を得
ることができる。また、従来の装置のように電気分解に
よる重水の消耗がないので重水を補給することなく、重
水素ガスを陽極に供給するだけで、長時間にわたって出
力エネルギーを得ることができる。
As described above in detail, according to the energy generating apparatus of the present invention, oxygen O 2 is generated at the anode as shown in the above formula (1), but the above formula (2) is generated.
Ionization of deuterium gas D 2 represented by Therefore, the reaction at the anode represented by the above formula (1) is performed with oxygen O 2
In the energy generating device of the present invention, the voltage applied from the outside may be much lower than that in the case of using the conventional energy generating device for the generation reaction of, so that the input energy required for generating the energy is small. It is possible to obtain an energy generating device with high energy efficiency. Also, since heavy water is not consumed by electrolysis unlike the conventional device, output energy can be obtained for a long time by supplying deuterium gas to the anode without supplying heavy water.

【0083】また、チオ尿素等の界面活性物質を電解液
中に導入することにより陰極中への重水素の充填効率を
一層高めることもできる。
By introducing a surface-active substance such as thiourea into the electrolytic solution, the efficiency of filling deuterium in the cathode can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】密閉型エネルギー発生装置を示す。FIG. 1 shows a closed energy generator.

【図2】重水素ガスが陽極でイオン化してD+ になりそ
れが陰極の水素吸蔵金属で電極反応の結果Dとして吸蔵
される概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram in which deuterium gas is ionized at the anode and becomes D + , which is stored as D as a result of the electrode reaction in the hydrogen storage metal of the cathode.

【図3】陽極パネルを用いた4角柱状容器の陽極を示
す。
FIG. 3 shows an anode of a quadrangular prismatic container using an anode panel.

【図4】本発明の実施例のエネルギー取得装置を示す。FIG. 4 shows an energy acquisition device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例のエネルギー取得装置を示
す。
FIG. 5 shows an energy acquisition device according to another embodiment of the present invention.

【図6】陽極としてパラジウムまたはその合金を用いた
エネルギー発生装置を示す。
FIG. 6 shows an energy generator using palladium or its alloy as an anode.

【図7】陽極としてのパラジウムまたはその合金のシー
トまたは膜を示す。
FIG. 7 shows a sheet or film of palladium or its alloy as an anode.

【図8】陽極としてのパラジウムまたはその合金のシー
トまたは膜を用いたエネルギー発生装置を示す。
FIG. 8 shows an energy generator using a sheet or film of palladium or its alloy as an anode.

【図9】解放型のエネルギー発生装置を示す。FIG. 9 shows an open energy generator.

【図10】高圧重水素ガスで充填した密閉型のエネルギ
ー発生装置を示す。
FIG. 10 shows a sealed energy generator filled with high-pressure deuterium gas.

【図11】電解液として水酸化リチウムLiODと重水
2 Oを用いたエネルギー発生装置の断面図。
FIG. 11 is a sectional view of an energy generator using lithium hydroxide LiOD and heavy water D 2 O as an electrolytic solution.

【図12】電解液として水酸化リチウムLiODと重水
2 Oを用いたエネルギー発生装置の別の断面図。
FIG. 12 is another cross-sectional view of the energy generator using lithium hydroxide LiOD and heavy water D 2 O as the electrolytic solution.

【図13】電解液として硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを
用いたエネルギー発生装置の断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of an energy generator using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as electrolytic solutions.

【図14】電解液として硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを
用いたエネルギー発生装置の別の断面図。
FIG. 14 is another cross-sectional view of the energy generator using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as the electrolytic solution.

【図15】電解液に硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを用い
た本発明のエネルギー発生装置のパラジウム陰極202
に重水素Dが吸収されることを示すグラフ。
FIG. 15: Palladium cathode 202 of the energy generator of the present invention using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as the electrolytic solution
3 is a graph showing that deuterium D is absorbed by the.

【図16】電解液に硫酸D2 SO4 と重水D2 Oを用い
本発明のエネルギー発生装置を運転したときの過剰熱の
発生を示すグラフ。
FIG. 16 is a graph showing generation of excess heat when the energy generator of the present invention is operated using sulfuric acid D 2 SO 4 and heavy water D 2 O as the electrolytic solution.

【図17】電解液に硫酸H2 SO4 と重水H2 Oを用い
本発明のエネルギー発生装置を運転した図16との比較
のためのグラフ。
FIG. 17 is a graph for comparison with FIG. 16 in which the energy generating apparatus of the present invention is operated using sulfuric acid H 2 SO 4 and heavy water H 2 O as the electrolytic solution.

【図18】電解液として水酸化リチウムLiODと重水
2 Oを用いた本発明のエネルギー発生装置に電力を与
えたときの過剰熱の発生を示すグラフ。
FIG. 18 is a graph showing generation of excess heat when power is applied to the energy generator of the present invention using lithium hydroxide LiOD and heavy water D 2 O as an electrolytic solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31、41,51,101,201 陽極 2,32,42,52,102,202 陰極 14,314 底 4,34 熱導・導
電部材 7,37,55 バルブ 3,33,43,53,103,203 電解液 10,310,48 端子 9,39,49,59 外部電源 6,36,44,54 容器 104,204 底皿 105,205 フィクサ
ー 106,206 圧力容器 107,207 電解液容
器 108,208 栓 109,209 参照電極 110,210 熱電対 111,211 電解槽ホ
ルダ 112,212 圧力容器
蓋 113,213 ヒータ 114,214 ガス配管 115,215 重水素ガ
1, 31, 41, 51, 101, 201 Anode 2, 32, 42, 52, 102, 202 Cathode 14, 314 Bottom 4, 34 Heat conduction / conductive member 7, 37, 55 Valve 3, 33, 43, 53, 103,203 Electrolyte 10,310,48 Terminal 9,39,49,59 External power supply 6,36,44,54 Container 104,204 Bottom plate 105,205 Fixer 106,206 Pressure vessel 107,207 Electrolyte vessel 108, 208 Plug 109, 209 Reference electrode 110, 210 Thermocouple 111, 211 Electrolyzer holder 112, 212 Pressure vessel lid 113, 213 Heater 114, 214 Gas pipe 115, 215 Deuterium gas

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質を含む重水中で、陽極と、水素吸
蔵型金属またはその合金から本質的になる陰極とに電圧
を印加してエネルギー発生反応を行なわせる形式のエネ
ルギー発生装置を用いてエネルギー発生反応を行なわせ
る方法において、陽極に重水素ガスを供給することによ
って、次式 【化1】 で示す重水素ガスを重水素イオンとする反応を行なわせ
ることを特徴とするエネルギー発生方法。
1. Energy is generated by using an energy generator of a type in which a voltage is applied to an anode and a cathode essentially consisting of a hydrogen storage metal or its alloy in heavy water containing an electrolyte to cause an energy generating reaction. In the method of causing the generation reaction, the following formula is obtained by supplying deuterium gas to the anode. A method of generating energy, which comprises causing a reaction of deuterium gas as shown in 1 to be converted into deuterium ions.
【請求項2】 電解質を含む重水と接触する、水素吸蔵
性金属またはその合金から本質的になる陰極、および陽
極に電圧が印加される形式のエネルギー発生装置におい
て、重水素D2 ガスを陽極へ導入するための手段を有す
ることを特徴とするエネルギー発生装置。
2. A deuterium D 2 gas to an anode in an energy generator of the type in which a voltage is applied to the cathode consisting essentially of a hydrogen-storing metal or an alloy thereof in contact with heavy water containing an electrolyte and to the anode. An energy generating device, characterized in that it has means for introducing it.
【請求項3】 請求項2記載のエネルギー発生装置にエ
ネルギー取出手段を付加したエネルギー取得装置。
3. An energy acquisition device in which energy extraction means is added to the energy generation device according to claim 2.
JP3157198A 1990-10-31 1991-06-27 Fuel cell type new energy generator Withdrawn JPH05302988A (en)

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JP29177090 1990-10-31
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3384546A4 (en) * 2015-12-04 2019-07-24 IH IP Holdings Limited Methods and apparatus for triggering exothermic reactions
US11008666B2 (en) 2016-06-06 2021-05-18 Ih Ip Holdings Limited Plasma frequency trigger

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